城市是国家或地区的政治、经济、科技和文化教育中心，是人类对自然环境干预最为强烈的地方，虽然城市区域占全球面积的比例很小，却聚集了高密度的人口和社会经济活动。随着全球城市化的推进，不论是发达国家还是发展中国家都曾经处于或正处于城市化驱动的土地利用转化阶段。城市扩展是城市化过程以及城市土地利用变化最为直接的表现形式，是城市空间布局与结构变化的综合反映，已经成为国内外城市发展研究中的热点领域。《中国统计年鉴2021》数据显示，改革开放以来，中国城镇人口由1978年的1.73亿人增加到2020年的9.02亿人，城市化水平由17.92%提高到63.89%（国家统计局，2021），城市数量由193个增加到687个（中华人民共和国住房和城乡建设部，2020），表明我国依然处于快速城市化发展阶段。以城市空间扩展为特征的中国城市化浪潮和世界上其他国家一样，是社会经济发展规律的体现。伴随城市化进程的一系列资源、环境问题是中国现在和未来几十年发展面临的主要挑战之一。

随着城市化与城市经济的快速发展，城市建设空前活跃，城市空间不断扩张蔓延，导致城市用地供需矛盾越来越尖锐。城市空间扩展引发了一系列社会、经济和环境问题，如减少了地表蒸腾、加速了地表径流、增加感热存储与交换以及加剧大气和水质污染等，同时伴随着人口集聚、交通拥挤、精神压力等潜在的社会环境问题（Carlson T et al.，1981；Goward S，1981；Owen T et al.，1998）。这些问题对城市环境中的景观美感、能量效率、人类健康以及生活质量等都具有一定的负效应（Mc Pherson E et al.，1997；Rosen